Химическое действие ядерных излучений

Ядерные излучения могут вызвать в веществах различные химические реакции. Радиационная химия –раздел химии, которая изучает химические процессы происходящие под действием ионизирующих излучений. Механизм радиационно-химических реакций следующий: Поток частиц вызывает в среде возбуждение, ионизацию и диссоциацию молекул. Возникшие возбужденные молекулы и ионы вступают в химическую реакцию непосредственно или через образование свободных радикалов. Энергия ядерных излучений ~Мэв>>энергии потенциальных барьеров и химических связей 1-10 эв. Ядерные излучения образуют химически высокоактивные ионы и радикалы, и осуществляют сильно эндотермические химические реакции с высоким активационным барьером.

Характеристикой радиационно-химической реакции являются выход -число молекул превратившихся или снова образовавшихся в веществе на 100 эв поглощенной энергии излучения. Для большинства радиационно-химических реакций =4÷10. Для устойчивых к радиации молекул =0,1. Для цепных радиационно-химических процессов =10⁵÷10⁶.

В газовой фазе первичные продукты ионы и возбужденные короткоживущие молекулы ~10^-8 сек, реагируя с молекулами среды, и друг с другом, приводят к образованию свободных радикалов, ион-радикалов и стабильных продуктов.

В жидкой фазе в облученной воде и разбавленных водных растворах в результате радиационно-химических реакций образуются гидратированные (в воде) и сольватированные электроны (электроны, захваченные средой в результате поляризации молекул окружающих такие электроны). При радиолизе воды возникает переплетающиеся многоступенчатые реакции и образование радикалы , Н ^-, водород, кислород, перекись водорода и ионы .

В твердых телах с ионным типом связи эффекты облучения обусловлены микродефектами вдоль треков, что приводит к деструкции. В твердых телах с ковалентными связями (в полимерах) происходит отрыв атомов и разрыв главной цепи макромолекулы. В целлюлозе при облучении происходит примущественно деструкция, в полиэтилене- примущественно сшивание полимерных молекул.